高考生物大一轮复习 第五章 绿叶中色素的提取和分离实验课件 新人教版必修1.ppt

实验绿叶中色素的提取和分离 实验原理 1 提取 绿叶中的色素溶于有机溶剂 而不溶于水 可用 提取色素 2 分离 各种色素在 中溶解度不同 的随 在滤纸上扩散得快 反之则慢 从而使各种色素相互分离 无水乙醇 无水乙醇 层析液 溶解度高 层析液 实验步骤 提取色素 称取5g绿叶 剪碎 放入研钵中 加入少量 和10ml 研磨 过滤 收集到试管内并塞严试管口制备滤纸条 将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条 将滤纸条 在距离剪角一端1cm处用 画一条细的横线 二氧 化硅 碳酸钙 无水乙醇 一端剪去两角 铅笔 画滤液细线 用毛细吸管吸取少量的滤液 沿铅笔线均匀地 待滤液干后 再画一两次分离色素 将适量的层析液倒入试管中 装置如图所示 画一条细线 滤液细线 层析液 观察结果 滤纸条上呈现四条颜色 宽度不同的色素带 如图所示 橙黄色 叶黄素 叶绿素a 最多 黄绿色 1 为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料 提示 新鲜绿色的叶片中色素含量高 从而使滤液中色素含量较高 实验效果明显 2 为什么研磨时要迅速 为什么研磨时要加入少量的caco3和sio2 提示 1 叶绿素不稳定 易被破坏 因此研磨要迅速 充分 以保证提取较多的色素 2 二氧化硅破坏细胞结构 使研磨充分 3 碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏 3 色素提取液呈现淡绿色的原因可能有哪些 提示 1 叶片颜色太浅 2 绿叶不新鲜 3 研磨不充分 4 未加碳酸钙或加入量太少 5 加入无水乙醇量太多 6 研磨时间过长 部分叶绿素被破坏 4 为什么在制作滤纸条时 需将一端的两个角剪掉 提示 由于液面的不同位置表面张力不同 纸条接近液面时 其边缘表面的张力较大 层析液沿滤纸边缘扩散过快 从而导致色素带分离不整齐的现象 故需将插入层析液的滤纸条一端剪去两个角 5 为什么滤液细线要重复画 且线要细 直 提示 重复画线是为了增加色素的浓度 使分离出的色素带清晰分明 画线细 直是为了防止色素带之间出现重叠 6 层析时 为什么不能让滤液细线触及层析液 提示 滤纸条上的滤液细线触及 或没入 层析液 会使滤液中的色素溶解于层析液中 滤纸条上得不到色素带 使实验失败 7 滤纸条上色素带宽窄不同的原因有哪些 提示 不同种类的色素在绿叶中的含量不同 含量多的在滤纸条上呈现的色素带宽 反之色素带窄 1 2013 海南高考 关于叶绿素提取的叙述 错误的是 a 菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料b 加入少许caco3能避免叶绿素被破坏c 用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素d 研磨时加入石英砂 二氧化硅 可使叶片研磨更充分 解析 选c 本题考查绿叶中色素的提取和分离实验 a项 新鲜菠菜绿叶含大量的色素 是提取色素的良好材料 故正确 b项 加入caco3的目的是防止研磨中色素被破坏 故正确 c项 叶绿体中的色素有叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 故错误 d项 研磨时加石英砂 二氧化硅 的目的是使研磨更充分 故正确 2 2013 江苏高考 关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作 正确的是 a 使用定性滤纸过滤研磨液b 将干燥处理过的定性滤纸条用于层析c 在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2 3次d 研磨叶片时 用体积分数为70 的乙醇溶解色素 解析 选b 本题考查叶绿体色素提取和分离实验 a项中 过滤研磨液使用的是单层尼龙布 故错误 b项中 层析时使用的是干燥处理过的定性滤纸条 故正确 c项中 在画出一条滤液细线后待滤液干燥后再重复画线1 2次 故错误 d项中 研磨叶片时 用无水乙醇或体积分数为95 的乙醇 加适量无水碳酸钠除去水分 溶解色素 3 如图表示某同学做 绿叶中色素的提取和分离 实验的改进装置 下列与之有关的叙述中 错误的是 a 应向培养皿中倒入层析液b 应将滤液滴在b处 而不能滴在a处c 实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆d 实验得到的若干个同心圆中 最大的一个圆呈橙黄色 解析 选b a处应滴加滤液 加入培养皿中的层析液沿灯芯向上扩散 到达a点后沿圆形滤纸扩散 得到四个不同颜色的同心圆 由内向外依次是叶绿素b 叶绿素a 叶黄素 胡萝卜素 4 2014 安徽模拟 澳大利亚学者从蓝藻中提取到了一种被称作叶绿素f的新叶绿素 它能够吸收红光和红外光进行光合作用 下列有关叙述正确的是 a 叶绿素f主要分布在蓝藻叶绿体的类囊体薄膜上b 叶绿素f能够吸收红光和红外光 扩大了可利用的太阳能的范围c 叶绿素f具有与叶绿素a和叶绿素b相同的生理功能d 用纸层析法分离蓝藻细胞中的色素将获得5条色素带 解析 选b 蓝藻属于原核生物 无叶绿体 叶绿素f能够吸收红光和红外光 因此扩大了太阳能的利用范围 叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光 而叶绿素f能够吸收红光和红外光 其功能不同 蓝藻细胞中不含叶绿素b 故用纸层析法分离不能获得5条色素带 5 2014 昌平模拟 下图表示叶绿体中色素吸收光能的情况 据图判断 以下说法不正确的是 a 由图可知 类胡萝卜素主要吸收400nm 500nm波长的光b 用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度c 由550nm波长的光转为670nm波长的光后 叶绿体中c3的量增加d 土壤中缺乏镁时 植物对420nm 470nm波长的光的利用量显著减少 解析 选c 由图示看出 类胡萝卜素主要吸收400nm 500nm波长的光 叶绿体色素吸收450nm波长的光比600nm波长的光更多 用450nm波长的光比600nm波长的光更有利于提高光合作用强度 由550nm波长的光转为670nm波长的光后色素吸收光能增多 相当于光照增强 叶绿体中c3的量下降 由于叶绿素对420nm 470nm波长的光吸收较强 土壤中缺乏镁时 叶绿素含量减少 对420nm 470nm波长的光的利用量显著减少 6 2014 灵宝模拟 如图是对不同材料的色素提取物进行层析的结果 其中不正确的是 解析 选b mg是合成叶绿素的必需矿质元素 缺mg时 叶绿素无法合成 类胡萝卜素不受影响 不会出现b项层析结果 正常的绿叶中叶绿素含量高于类胡萝卜素 故叶绿素a b色素带较宽 层析后出现a项所示的结果 晾干的槐树叶中 叶绿素大部分分解 类胡萝卜素含量变化不大 层析后叶绿素的含量很低 如c项所示 光是叶绿素形成的条件 在黑暗环境中生长的蒜苗无法形成叶绿素 叶片呈黄色 色素提取分离后的结果如d项所示 7 2013 新课标全国卷 关于叶绿素的叙述 错误的是 a 叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素b 被叶绿素吸收的光可用于光合作用c 叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同d 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 解题指南 解答本题需关注以下三点 1 两种叶绿素中都有镁元素 2 色素将吸收的光能通过传递 转化 储存到有机物中 3 叶绿体中不同色素吸收光的峰值不同 解析 选d 本题考查色素的元素组成和色素对光能的吸收 叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 a正确 色素的作用是吸收 传递和转化光能 吸收的光能用于光合作用 b正确 叶绿素a比叶绿素b在红光区的吸收峰值高 c正确 植物主要吸收蓝紫光和红光 绿光吸收最少 反射多 所以叶片呈现绿色 d错误 8 2014 阜宁模拟 下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程 请分析回答 1 提取色素时为了研磨充分应加入 纸层析法分离色素的原理是 2 纸层析法分离色素的 结果 如右图所示 其中共有的色素带的颜色是 据此得出的结论是 3 将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液放在阳光与三棱镜之间 结果 吸收光谱最明显的差异出现在光区域 将制得的韭菜滤液在强光下曝光1 2h 再重复上述实验 其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致 其原因是 4 每分子叶绿素含有一个mg2 可被h cu2 等置换 韭菜滤液用5 的hcl处理一段时间后 其颜色与研磨时未加的颜色相似 呈现黄褐色 实验室常用含cu2 的试剂处理叶片 可形成铜代叶绿素 能长时间保持叶片标本的绿色 其原因是 解析 1 提取色素时 加入二氧化硅可增加摩擦力 使细胞破碎充分 有利于色素的溶解 不同色素在层析液中的溶解度不同 用层析液分离色素时溶解度大的在滤纸条上扩散得快 距离远 反之距离近 2 韭黄是在无光环境中生长的 无光条件下叶绿素不能生成 而叶黄素和胡萝卜素的生成不受光照的影响 故韭黄中色素经层析后无叶绿素色素带 3 韭黄色素提取液中含叶黄素和胡萝卜素 吸收光谱主要是蓝紫光 而韭菜中四种色素都含有 除能吸收蓝紫光外 还能吸收红光 所以二者的差异主要体现在红光区域 若将韭菜色素提取液放在光下曝晒 叶绿素会被破坏而丧失功能 再重复上述实验 结果会与韭黄滤液基本一致 4 若在研磨时未加入caco3 叶绿素会被破坏 从而使滤液呈现黄褐色 叶绿素中的mg2 可被h cu2 等置换 被cu2 置换后 叶片能长时间保持绿色 说明铜代叶绿素的稳定性比叶绿素高 不易被破坏 答案 1 二氧化硅 sio2 色素在层析液里的溶解度不同 溶解度大的随层析液在滤纸条上扩散得快 2 橙黄色 黄色叶绿素的形成需要光 3 红叶绿素不稳定 在强光下易分解 4 碳酸钙 caco3 铜代叶绿素比叶绿素稳定 9 2014 泰安模拟 下图甲为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱 色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱 作用光谱表示各种波长下植物的光合作用效率 图乙表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程 代表各种物质 a b代表两种细胞器 请据图回答 1 图甲中的叶绿素a是以新鲜绿叶为材料提取的 提取叶绿体中的色素需要使用的化学药品有 将一束阳光透过三棱镜分光后照射在白色屏幕上 将提取的一试管叶绿体色素提取液放到屏幕与三棱镜之间 观察到的现象是 2 图甲中作用光谱与叶绿素a吸收光谱曲线不吻合的原因是 当叶绿素a缺乏时 图乙中过程产生 的量会 此过程发生的主要能量变化是 3 图乙中 以方式进入a中 参与的生化反应过程是 把该植物突然从光下移到黑暗处 其他条件不变 则图乙中 的含量变化分别是 若该绿色植物长时间处于黑暗状态下 则图乙中 的循环 填 能 或 不能 进行 原因是 4 在密闭的温室环境中 如遇阴雨天 可采取 措施提高产量 解析 1 提取叶绿体色素用到无水乙醇 作提取液 caco3 保护色素不被破坏 sio2 为了研磨充分 由于色素主要吸收红光和蓝紫光 所以原先的红光谱带和蓝紫光谱带明显变暗 2 光合作用的作用光谱是所有色素光合作用效率的总体效果 叶绿素a的吸收光谱只是这一种色素对光线的吸收值 因此二者不吻合 是氧气 是光反应产生的 光反应发生的能量变化是光能转化为atp中活跃的化学能 3 氧气以自由扩散的方式进入线粒体中 参与的生化反应过程是与 h 结合生成水 释放大量能量 由于没有光照 不能合成atp 所以 adp含量增加 c5生成减少 含量降低 长期处于黑暗状态下 没有光反应提供的atp与 h 暗反应不能进行 4 阴雨天要注意降低细胞呼吸强度 增加光合作用强度 所以要夜晚降低温度 白天补充光照 答案 1 无水乙醇 caco3 sio2原先的红光谱带和蓝紫光谱带明显变暗 2 参与光合作用的色素除叶绿素a外 还有叶绿素b等其他色素 作用光谱反映的是这些色素共同作用的结果光反应减少光能转化为atp中活跃的化学能 3 自由扩散与 h 结合生成水 释放大量能量减少 增多不能没有光反应提供的atp与 h 暗反应不能进行 4 夜晚降低温度 白天补充光照 应用点拨 绿叶中色素提取的原理是叶绿体中色素易溶于有机溶剂 分离的原理是利用各种色素在层析液 有机溶剂 中溶解度不同 导致在滤纸条上的扩散速度不同 从而在滤纸条上形成不同的色素带 利用这个原理 可以通过观察色素带的变化判断外界因素对色素形成的影响 也可以依据不同种类色素对光的吸收情况判断哪种色素或色素带缺失 典例1 2011 广东高考 中国的饮食讲究 色香味 颜色会影响消费 小李同学拟研发 绿色 食用色素 他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验 提取叶绿素 探究ph对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品 配成一定浓度的溶液 于室温 约25 下进行实验 方法和结果如下表 注 叶绿素被破坏后变成黄褐色 根据所学知识和实验结果 请回答 1 提取食用叶绿素的x应该为 原因是 2 表中y应该为 原因是 3 若用作食品色素 天然叶绿素不适用于食品 否则 4 小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素 请你提供检测方法并写出主要步骤 解题指南 解答本题要特别关注三点 1 理解题干中的关键字眼的含义 如 绿色 食用 表明颜色和无毒性 2 准确判断实验中的自变量和因变量 3 使用规范的学科语言答题 如滤纸条 层析液 色素带等 解析 1 从题目中信息可知 提取的叶绿素用于食品生产 所以选用的提取液一定是对人体无毒无害的有机溶剂 2 从题意可得出 探究ph对叶绿素稳定性的影响 实验的自变量是 ph 据表中信息可以看出因变量是 溶液颜色 本实验采用设计ph梯度进行定量探究 分析表格可知 组的ph相差1 0 可推断ph梯度值是1 0 因此实验组 的ph应是8 0 为保证实验结果的准确性 不同实验组叶绿素溶液的量及处理时间都要严格遵循等量原则和单一变量原则 3 当ph小于6 0时 叶绿素被破坏变成黄褐色 导致叶绿素溶液颜色发生改变 因此在使用叶绿素做食品色素时 一定要控制好ph 不能低于6 0 即叶绿素不能用作酸性食品的色素 4 根据不同色素在层析液中的溶解度不同 可利用纸层析法检测该叶绿素产品 若只有叶绿素 则滤纸条上只有两条色素带 叶绿素a和叶绿素b 若含有其他色素则滤纸条上会有多条色素带 答案 1 对人体无害的有机溶剂 食用酒精 叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响 2 8 0以1 0作为ph梯度进行实验 3 酸性叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质 4 纸层析法 其主要步骤 制备滤纸条 画滤液细线 用层析液分离色素 观察色素带 典例2 2014 嘉兴模拟 植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素 科学实验发现土壤中缺磷 会导致植株矮小 叶色暗绿 依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素 试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致 实验所需主要用具 试剂 烧杯 漏斗 试管 研钵 完全培养液 仅缺磷的完全培养液 无水乙醇 sio2 caco3 层析液等 实验材料 正常生长的黄瓜幼苗 实验假设 实验步骤 第一步 取两个烧杯编号为a b 各放入同样数量 的黄瓜幼苗 第二步 a烧杯中加入 b烧杯中加入等量 置于相同且适宜的条件下培养 培养到两组黄瓜苗叶片出现颜色差异为止 第三步 分别从a b两组中选取 用提取叶片色素 用法分离色素 观察比较 实验结果预测 1 a b两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致 说明缺磷导致的叶色暗绿 不是由于类胡萝卜素缺乏所致 2 解析 实验假设 实验假设的提出要依据题目所给的背景材料以及实验目的 从背景中可知叶色变化可能是缺少类胡萝卜素引起的 我们要探究叶色暗绿是否是因为 缺磷造成类胡